自2004年石墨烯首次成功制备以来,二维纳米材料受到了研究人员的广泛关注,在多个研究领域都具有重要研究价值。随着研究的深入,二维纳米材料家族的种类日渐丰富,除石墨烯外还包括硅烯、黑磷（BP）、过渡金属硫化物（TMDCs）等。其中,TMDCs作为二维材料家族类石墨烯材料的典型代表,除具有良好导电性、导热性、柔韧性等优异性质外,还具有良好的吸附动力学、较低的气体吸附能和较高的表面体积比,这些性质使得TMDCs可用于检测大气中的特定气体分子。气体传感设备是构成物联网（Interent of Things,IoT）中智能无线传感器网络的重要组成部分,先进型传感网络要求降低传感器的损耗,使其不依赖于外部电源实现传感探测。然而,电阻型二维材料气体传感器是利用气体分子吸附改变材料电导率这一机理来进行检测,无法摆脱外部电源。因此,基于TMDCs的光伏特性,发展光能激发的自供能气体传感器引起了研究人员的广泛关注。目前,光激发自供能二维气体传感器大多采用二维材料堆叠的方式制备,堆叠需要通过多次进行二维材料机械转移实现,而机械转移需要手动或半自动化操作,这便带来了效率和产量低的问题,使自供电传感器成为概念讨论,而不能走向实际应用。因此,探索高效和自动化的方法来制备自供电的TMDCs气体传感器便势在必行。离子束技术起源于20世纪60年代,是一项成熟的微纳加工技术。它通过离子束与目标材料间的碰撞、溅射过程,对目标材料实现刻蚀、沉积、离子注入等精细加工,在科学研究和工业制造中有广泛应用。得益于上世纪七十年代液态金属离子源的开发,聚焦离子束（FIB）技术快速发展并走向实用化,开辟了更高质量的自动化微纳加工道路。使用FIB技术辐照二维材料,可以破坏原子的周期性排列,产生缺陷结构进一步调控TMDCs的电子特性。FIB作为一种一次性形成和自动化的方法,它可以修改TMDCs的半导体性质,构造2D二极管结构。二极管是作为光伏器件的关键器件,而TMDCs具有优良的柔韧性、光电子性能和气敏性能,基于此可推测会开发出一种新的、自动化的自供电气体传感器制备方法,对二维气体传感器的实用化具有重要意义。本论文采用离子束辐照方法,调控二维材料的半导体性质,构建光伏二极管结构,并基于该结构实现室内光照驱动的气体探测。我们使用CVD方法制备单层WS2以及石墨烯,随后采用湿法转移方法将WS2与石墨烯堆叠,构成范德瓦尔斯异质结构（WS2/G）。离子束辐照采用的FIB方法,对WS2/G进行微区辐照,利用辐照区内缺陷结构对异质结的半导体性质进行调控,形成光伏二极管。气体吸附在异质结表面,将改变异质结光伏性质,在稳定室内光源照射下,根据光电流的变化探测特定气体分子含量变化。此外,我们设计了一款小型气体传感室用于气体传感测试,其中包括一个透明窗口作为光照窗口。主要研究工作及结果总结如下:1)光伏驱动:离子束辐照WS2/G异质结,利用溅射效应在WS2表面产生硫缺陷（WS2-0.2）,在缺陷-非缺陷区交界（WS2-0.2/G-WS2/G）形成Schottky势垒;该结构具有优异的光伏性质,在970 Lx室内光照下,产生6.4 μA的光电流。2)气体传感:在室内光源（500 Lx）的驱动下,WS2-0.2/G-WS2/G异质结构通过光电流的正、负变化识别NO2、NH3气体,气体的检测限（LOD）为50ppb,最快响应时间为107 s。3)柔性传感:该异质结气体传感器具有优异的柔韧性,可作为柔性气体传感器使用,即使在1000次弯曲循环后,离子束辐照异质结的传感性能仍保持稳定,证实了其作为一种柔性器件的应用潜力。